Дипломный проект - Лабораторная модель КАМ-16 - файл n2.doc

Дипломный проект - Лабораторная модель КАМ-16
скачать (2092.7 kb.)
Доступные файлы (21):
n1.doc425kb.26.06.2009 20:34скачать
n2.doc126kb.07.04.2011 09:37скачать
n3.doc132kb.09.04.2011 09:26скачать
n4.doc126kb.26.06.2009 19:19скачать
n5.doc216kb.27.06.2009 13:23скачать
n6.doc1236kb.26.06.2009 19:44скачать
n7.doc86kb.26.06.2009 19:48скачать
n8.doc184kb.26.06.2009 20:09скачать
n9.doc102kb.23.06.2009 12:22скачать
n10.doc21kb.23.06.2009 15:33скачать
n11.doc22kb.23.06.2009 15:39скачать
n12.doc46kb.26.06.2009 00:40скачать
n13.mdl
n14.mdl
n15.doc26kb.20.06.2009 01:40скачать
n16.doc22kb.17.06.2009 02:04скачать
n17.doc45kb.09.04.2011 09:24скачать
n18.doc48kb.26.06.2009 20:39скачать
n19.ppt422kb.26.06.2009 19:05скачать
n20.spl
n21.spl

n2.doc





1 Введение

В большинстве систем цифрового телевидения модуляторы и демо­дуляторы строят по квадратурным схемам. Квадратурный модулятор является универсальным устройством, которое может быть использо­вано для получения сигнала линейно-модулированной несущей с двумя боковыми полосами, включая такие виды, как фазовая и амплитудно-фазовая модуляции

Основу модулятора составляют два балансных модулятора и сумматор ВЧ сигналов, на выходе которого образуется квадратурномодулированный сигнал s(t). Несущие, поступающие на опорные входы балансных модуляторов, имеют взаимный фазовый сдвиг 90", т.е. находятся в квад­ратуре. Входные модулирующие сигналы x(t) и y(t) являются кванто­ванными по уровню и дискретными во времени. Длительность их так­тового интервала определяется частотой тактирования.

При точной настройке (балансировке) квадратурного модулятора и при точном восстановлении несущих и тактовых частот в демодулято­ре информационные сигналы обоих каналов полностью независимы и никак не влияют друг на друга. Поскольку по радиоканалу одно­временно передается пара ортогональных сигналов {х (t), у (t)}, то та­кой канал и соответствующее ему сигнальное созвездие называются двумерными. Пара сигналов {xt, yt}, соответствующая конкретному так­товому интервалу, называется символом модулированного сигнала или точкой сигнального созвездия. Двумерную модуляцию КАФМ с созвез­диями, формируемыми на основе прямоугольной координатной сетки, часто рассматривают как операцию учетверения, применяемую к двум одномерным созвездиям АИМ. По этой причине данный вид модуля­ции обычно называется квадратурной амплитудной модуляцией — КАМ (Quadrature Amplitude Modulation — QAM). Таким образом, модуля­ция 4-КФМ и 4-КАМ — это равнозначные понятия.

При нарушении симметрии плеч балансных модуляторов, при от­клонении фазового сдвига между несущими от 90° возникают переход­ные помехи между квадратурными каналами. Сигнальное созвездие при этом размывается, т.е. в каждом такте точка созвездия имеет случай­ные координаты в зоне, центр которой соответствует номинальным координатам точки. При временном наложении последовательности "снимков" созвездия образуется квадратурная диаграмма с размытыми пятнами точек в позициях координатной сетки. Такой же внешний эф­фект вызывают помехи и шумы канала. Все это ведет к ошибкам при демодуляции и декодировании сигнала. Примеры искажений формы сиг­нального созвездия модуляции 16-КАМ (см. рисунок 1.1, а), вызываемые различными причинами, показаны на рисунке 1.1, б-е (б — шумовая помеха, в — гармоническая помеха, г — амплитудное ограничение в усилителе, д — несинхронная тактовая частота, е — нарушение симмет­рии плеч балансных модуляторов)



Рисунок 1.1 – Примеры искажений формы сигнального созвездия модуляции КАМ-16

Задача согласования модулированного сигнала с радиоканалом ре­шается, в частности, оптимизацией формы и числа точек двумерного сигнального созвездия. Сигнал КАМ, переносящий п бит/символ, т.е. имеющий 2л точек сигнального созвездия, обладает следующим инте­ресным свойством. Если п — целое четное число, то сигнальное созвез­дие представляет собой простое отображение двух независимых квад­ратурных каналов и обладает квадратной формой, а точки созвездия имеют координаты в виде нечетных чисел. Если число п нечетное, то созвездие имеет крестообразную форму при расположении точек в узлах той же прямоугольной координатной сетки, что и для четного п. Минимальное относительное расстояние между любыми двумя точка­ми созвездия равно 2. При увеличении порядка созвездия (числа бит на символ) на единицу необходимо увеличивать мощность передатчика на 3дБ.

Алгоритм квадратурной амплитудной модуляции является относительно простым для реализации и в то же время достаточно эффективным алгоритмом линейного кодирования xDSL сигналов. Современные реализации этого алгоритма обеспечивают достаточно высокие показатели спектральной эффективности. Относительно высокий уровень помехоустойчивости КAM-модулированного сигнала обеспечивают возможность построения на основе этой технологии высокоскоростных ADSL и VDSL систем передачи данных по двухпроводной линии с частотным разделением принимаемого и передаваемого информационных потоков.

На информацию, поступающую к пользователю, всегда наложены "помехи", которые затрудняют (а иногда полностью исключают) ее правильно понимание, что приводит к ошибкам в принятии информационных решений.

Последствия ошибок имеют очень широкий диапазон: от принятия результативного, но не оптимального решения задачи, до действий, вызывающих тяжелые отрицательные последствия.

Степень воздействия "помехи" на принятие решений зависит от условий, в которых принимается решение, профессиональной подготовки пользователя и психологических факторов (внутренних и внешних), воздействующих на процесс принятия решений.

Мешающие влияния разделяют на шумы, помехи, замирания, искажения, ошибки (рисунок 1.2). Обычно шумы имеют естественное происхождение; наиболее существенное влияние оказывает собственный шум приемника. Помехи могут быть также естественного происхождения (грозовые разряды, индустриальные помехи, влияние соседних радиосредств) и преднамеренные. Все разнообразие помех можно свести к шести основным типам: шумовым, импульсным, узкополосным (в пределе-синусоидальным), внутрисистемным, ретранслированным, имитационным. Шумовую помеху представляют в виде внешнего флуктуационного шума, увеличивающего интенсивность шума приемника.

Импульсные помехи (ИП) действуют в течение ограниченного времени; в зависимости от формы импульса различают шумовые (ограниченный во времени шум), видео- и синусоидальные (узкополосные) ИП. Импульс помехи может быть одиночным, однако чаще воздействует пакет ИП, который поражает элементы сигнала, искажая его временные характеристики.

Узкополосная помеха накрывает часть спектра передаваемого сигнала, искажая спектр и ухудшая как спектральные, так и корреляционные свойства сигнала.

Внутрисистемные помехи характерны для асинхронно-адресных систем связи, работающих в одной полосе частот с различением станций по форме адресных сигналов (кодов). Возникают помехи главным образом за счет неидеальности взаимокорреляционных функций адресных кодов.

Ретранслированная помеха создается в результате усиления и переизлучения переданного сигнала одной-двумя соседними станциями. Переизлученный и задержанный сигнал, попадая в приемник истинной станции, создает специфическую помеху, воздействующую тем сильнее, чем хуже корреляционные свойства передаваемых сигналов. Имитационная помеха (ИМП) близка по форме переданному сигналу; степень близости определяется числом передаваемых сигналов и их корреляционными свойствами. Часто ИМП называют также структурной или прицельной помехой. Название "прицельная помеха" становится оправданным при совпадении в приемнике фазы или средней частоты ИМП с фазой переданного сигнала или со средней частотой одного или нескольких частотных подканалов. В последнем случае помеху иногда называют сосредоточенной. В наземных радиолиниях причинами замираний, составляющих основную часть мешающих влияний естественного происхождения, служат многолучевость, метеоусловия, время года. Многолучевость вызывает быстрые замирания, метеоусловия и время года - медленные. Частотную селективность замираний определяют по снижению коэффициента частотной корреляции до значения 0,5 ... 0,6. Интервал частот, лежащий в пределах 1...0,5, называют полосой (интервалом) когерентности канала связи.



Рисунок 1.2 – Классификация мешающих влияний в линиях связи

Искажения сигнала могут вызываться как характеристиками тракта передачи, так и помехами. Однако понятие искажения обычно связывают только с влиянием на сигнал линейных и нелинейных характеристик тракта. Воздействие линейных характеристик, и в частности неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), приводит к появлению межсимвольных искажений (МСИ); ограничение амплитуды сигнала вызывает появление нежелательных частот в спектре, создающих помехи нелинейных переходов. Ошибки фиксируются на выходе дискретного канала: именно они определяют верность информации. Деление ошибок на независимые и пакетные вызвано главным образом спецификой помехоустойчивого кода, его способностью исправлять или обнаруживать ошибки.

Искажения сигнала принимают при моделировании нормально распределенными и рассматривают как дополнительный флуктуационный шум. В силу многообразия причин и конкретных условий невозможно описать статистическое распределение ошибок одной моделью. Наиболее простой является модель независимых ошибок, описываемая биномиальным распределением.Биномиальное распределение хорошо описывает ошибки в дискретном канале, причиной которых служит флуктуационный шум. В различных линиях связи мешающие влияния даже одного вида имеют разные параметры распределения

Целью дипломной работы является создание виртуальной модели квадратурной амплитудной модуляции для улучшения процесса усвоения студентами принципов работы квадратурных модуляторов. Данная модель позволит видеть преобразование сигнала в различных узлах системы.

Задачей дипломного проекта является создание структурной схемы системы КАМ, расчет и исследования ошибок от уровня шумов и нарушения синхронизации.



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации